日企努力研发“顶级算力”量子计算机
军工资源网 2025年08月06日据《日本经济新闻》7月31日报道,富士通将与日本理化学研究所等机构合作,力争在2030财年之前研发出一款拥有全球顶级算力的超导量子计算机。研究人员将通过改进曾被视为挑战的冷却方法,最大限度地减少计算过程中的误操作。美国和中国正在竞相研发可用于药物研发、材料研发的量子计算技术。从确保经济安全的角度出发,实现国产化对于日本正变得越来越重要。
富士通致力于研发的是一种强调实用性的“逻辑量子比特”数量约为250个的下一代量子计算机。一直以来在研发领域领先的美国国际商业机器公司(IBM)计划在2029年之前推出的大规模容错量子计算机,预计将拥有大约200个逻辑量子比特。
富士通计划采用一种名为“超导”的前沿技术推进研发,该技术通过将材料冷却至极低温度来消除电阻。富士通已开始考虑将作为关键部件的冷冻机从海外采购转向国内制造。
冷冻机的尺寸已经成为实现更高性能的障碍。富士通试图通过改进连接小型部件和控制装置的线路,在提升性能的同时将它们集成到一台冷冻机中。为此富士通将与理化学研究所、产业技术综合研究所分工协作。
富士通曾参与包括全球速度最快的“富岳”超算在内的多项研究。此前富士通已凭借同理化学研究所的合作在量子计算机领域积累了一定的技术,并于2023年成为首个成功运行实体机的日本企业。
富士通已公布逐步提升量子计算机性能的计划。今年4月,富士通推出了一款拥有256个“物理量子比特”的超导量子计算机,预计2026年时量子比特数将达到1024个。此外,计划于2030财年推出的新款机型,如果换算为物理量子比特预计将达到1万个,性能则为现有水平的40倍。
国内外各行各业都对量子计算机的实际应用充满期待。人们对其在材料研发、药物研发、金融、物流、电动汽车和自动驾驶等领域的应用抱有很高期待。然而,计算错误频发等挑战依然存在,实际应用之路道阻且长。
在研发新型量子计算机的同时,富士通也在研究足以弥补硬件性能不足的高效计算技术。2024年,富士通成功在10小时内完成了使用现有超算需要五年才能完成的计算。富士通的目标是利用这种方式,获得在硬件和软件两方面都能够超越竞品的计算速度。
美中两国正在激烈争夺量子计算、人工智能和高性能半导体等前沿技术领域的主导地位。在维护经济安全的需要和美国实施关税政策的背景下,寻求技术垄断的动向已经出现。
除超导量子计算机之外,量子计算机还包括“离子阱”“中性原子”“光量子”类型。其中超导量子计算机被认为是最有前景的,IBM和谷歌的努力也主要集中在这一领域。理化学研究所、日本电信电话公司(NTT)和东京大学等机构则致力于研发光量子计算机。
初创企业和科技巨头也纷纷投资于量子计算机领域。美国量子时代计算公司已开始研发一款基于中性原子的量子计算机。目前,该公司已获得谷歌、软银集团等公司的投资。摩根大通和三井物产则投资了致力于其他研发方向的初创企业。
预计全球量子计算机市场将不断扩大,涵盖面向实际应用的相关产业。据波士顿咨询公司预测,到2040年前后,其市场规模最大将达8500亿美元。(编译/刘林)